L’ossigeno può combinarsi con il rame può combinarsi in modi diversi per formare due tipi di composti: ossido di rame (I), che normalmente è una polvere rossastra, e ossido di rame (II), che di solito è una polvere nera. Si presentano naturalmente come minerali in forma cristallina. Entrambe le forme di ossido di rame sono utilizzate nella produzione di pigmenti, ma hanno una serie di altri usi diversi.
Ci sono due ossidi di rame perché può legarsi con i non metalli donando uno o due elettroni. L’ossigeno forma composti con i metalli guadagnando due elettroni, quindi può accettare un elettrone da ciascuno dei due atomi di rame – formando ossido di rame (I) – o due elettroni da un atomo – formando ossido di rame (II). I numeri “I” e “II” rappresentano il numero di elettroni che il metallo ha fornito; questo è noto come numero di ossidazione. Le formule chimiche di questi composti sono rispettivamente Cu2O e CuO.
Ossido di rame (I)
Evento e produzione
Questo composto, noto anche come ossido rameoso, si trova naturalmente in alcune parti del mondo come minerale cuprite. La maggior parte del composto in uso industriale, tuttavia, è stata prodotta. Può essere prodotto industrialmente riscaldando il rame metallico ad alta temperatura, mediante l’elettrolisi di soluzioni saline utilizzando elettrodi di rame e mescolando alcuni altri composti di rame con un agente riducente. Alcuni zuccheri, come il glucosio, agiscono come agenti riducenti e questa reazione, in cui il Cu2O si forma come una polvere rosso vivo, è un test di laboratorio molto sensibile per questi tipi di zuccheri.
Proprietà
Cu2O è una polvere rossa o un materiale cristallino che fonde a 2250°F (1232°C). Tende ad ossidarsi lentamente ad ossido di rame(II) in aria umida. Sebbene non si dissolva in acqua o solventi organici, reagisce con acidi forti come acido cloridrico, nitrico e solforico per formare sali. Reagirà anche con alcali forti, come sodio e idrossido di potassio, per formare composti noti come cuprati.
si utilizza
Questo composto è stato uno dei primi semiconduttori ad essere scoperto. Dimostra anche l’effetto fotoelettrico, dove l’esposizione alla luce fa fluire una corrente elettrica. Per questo motivo viene utilizzato nelle fotocellule e nei rilevatori di luce. Un materiale ceramico composto da esso agisce come un superconduttore a temperature relativamente elevate. I superconduttori che non richiedono un raffreddamento estremo per funzionare sono ancora un’area di ricerca attiva.
Uno dei maggiori usi dell’ossido di rame(I) è in agricoltura. È un ingrediente di molti fungicidi utilizzati per proteggere un’ampia varietà di piante coltivate dalle malattie fungine. Il composto è anche il componente attivo di molte vernici antivegetative, utilizzate per proteggere navi e strutture sottomarine dall’incrostazione di piante e animali marini. Viene anche utilizzato come pigmento nella fabbricazione di alcuni tipi di vetro e negli smalti ceramici, conferendo loro un colore rosso, e come catalizzatore in alcuni processi chimici.
Effetti ambientali
L’uso di pesticidi del Cu2O ha suscitato preoccupazioni circa i suoi effetti sull’ambiente. I composti solubili di rame derivati da questi prodotti sono tossici per alcune forme di vita acquatica. Si pensa che questo sia più un problema in acqua dolce, dove i composti possono accumularsi dai fungicidi lavati dalle piante. La presenza di sale nell’acqua tende a ridurre l’assorbimento dei metalli da parte della vita marina.
Ossido di rame (II)
Evento, produzione e proprietà
Questo composto, noto anche come ossido rameico (CuO), si presenta naturalmente come tenorite minerale nera o grigia. Come Cu2O, può essere prodotto riscaldando il rame, ma a una temperatura inferiore. Questo metodo dà una forma impura, tuttavia, ed è meglio preparato riscaldando alcuni composti di rame contenenti ossigeno, come il carbonato, l’idrossido o il nitrato. È un solido nero che fonde sopra 2192°F (1200°C). A questa temperatura perde un po’ di ossigeno, lasciando piccole quantità di ossido di rame(I). Come l’altra forma, l’ossido di rame (II) è insolubile nella maggior parte dei solventi, ma reagisce con gli acidi, formando sali.
si utilizza
CuO viene talvolta aggiunto agli smalti di argilla come pigmento. Diversi colori, tra cui rosso, blu e verde, possono essere derivati da esso, a seconda di come viene utilizzato. È un precursore nella produzione di idrossido di cuprammonio, che viene utilizzato nella produzione di rayon. A volte, il composto viene aggiunto in piccole quantità all’alimentazione animale per proteggersi dalla carenza di rame. Viene anche usato come abrasivo per lucidare lenti e altri componenti ottici.
Effetti sulla salute
Sebbene il rame sia un elemento essenziale per i mammiferi, molti dei suoi composti, comprese entrambe le forme di ossido di rame, sono tossici in tutte le dosi tranne che in piccole dosi. Se inalato, l’ossido di rame(I) può causare mancanza di respiro, tosse e danni alle vie respiratorie. L’ingestione di questo composto può causare irritazione del tratto gastrointestinale, vomito, mal di stomaco e diarrea. L’ossido di rame (II) può causare sintomi simili se ingerito, oltre a problemi alla vista e scolorimento della pelle. Entrambi i composti possono causare febbre da fumi metallici, una condizione che produce sintomi simil-influenzali ed è un pericolo nelle occupazioni che comportano un forte riscaldamento di strutture o fili di rame.